毕业设计：＊＊新区GPS平面控制测量、高程控制测量技术方案设计.docx

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1、毕业设计：新区GPS平面控制测量、高程控制测量技术方案设计摘 要 本设计为大连金州新区GPS平面限制测量、高程限制测量的技术方案设计。限制网测量方案中，平面限制网分两级布设，首级为C级限制网，二级为E级限制网。C级限制网构成涵盖金州新区的骨架限制网，E级限制网匀称分布于金州新区主要街区路段，为金州新区的建设供应最有利的保障。高程限制网分两级布设，首先利用国家一等水准点布设金州新区三等水准网，然后在三等水准网基础上进行四等水准测量，最终将水准高程作为高程约束点，统一平差GPS限制网，进行高程拟合，提高GPS拟合高程的精度，也便利施工测量运用。期间，通过GPS拟合高程及四等水准高程对限制点高程进行

2、检核，避开粗差和错误的出现，保证了成果的牢靠性。 关键词：C、E级GPS网限制测量；高程限制；水准测量；精度分析；拟合高程 Abstract The design for the design of technology scheme of Dalian Jinzhou District GPS plane control surveying, elevation control survey. Control network measurement scheme, plane control network is divided into two level layout, the C co

3、ntrol network, the two level is E control network. C control network to form the framework of control network covers Jinzhou area, E grade control network distributed uniformly in the Jinzhou New District Main Street Road, offers the best guarantee for the construction of the Jinzhou new district. G

4、ao Cheng control network at two level arrangement, the three leveling national leveling point layout of Jinzhou New District, then the four leveling in three leveling network basis, the level of Gao Cheng as Gao Cheng constraint point, adjustment of GPS control network, Gao Cheng fitting, GPS fittin

5、g Gao Cheng precision, it is convenient to use the construction survey. During the period, through the GPS elevation fitting and four level elevation check on the control point elevation, to avoid errors and errors, to ensure the reliability of the results. Keywords：C、E class GPS network control mea

6、surement; vertical control; Leveling; Accuracy analysis ;The fitting of Gao Cheng 目 录 1绪 论 1 1.1项目概况 1 1.2测区概况 1 1.3 主要工作内容 2 1.4作业技术依据 3 1.5平面基准 3 1.6高程基准 3 2平面限制测量 4 2.1已有资料的分析利用 4 2.2布网原则 4 2.3各等级GPS限制网技术要求 4 2.4选点原则 5 2.5GPS外业测量及检核 6 2.5.1C级GPS限制网网形 6 2.5.2E级GPS限制网网形 7 2.5.3选点 8 2.5.4标记埋设 8 2.5.

7、5GPS外业测量 9 2.5.6观测数据的预处理 10 2.5.7观测成果的外业检核 10 2.6野外返工 12 2.7GPS内业数据处理 12 2.8GPS高程计算 12 2.9GPS精度检查 13 2.9.1GPS平面精度检查 13 2.9.2高程精度检查 13 3高程限制测量 14 3.1一般规定 14 3.2水准网布设 14 3.3选点和埋石 15 3.3.1选点 15 3.3.2埋石 16 3.4水准仪的检验 16 3.5水准测量外业观测实施 17 3.6水准测量的数据处理 18 4质量检查 20 5提交成果 21 5.1文档资料 21 5.2图件 21 专题 22 总结 28 致谢

8、 29 参考文献 30 1绪 论 1.1项目概况 为更好的适应大连经济发展，大连市政府启动新城区管理政策，对原行政区划进行调整，将原金州区和开发区合并组建金州新区，同时将金州区原有的三十里堡和石河街道调整到普湾新区；二十里堡和亮甲店街道调整到保税区。由于行政区划的大幅度调整及原有测绘资料的陈旧，为金州新区制作统一的基础测绘地理信息资料成为当务之急。 基于此，金州新区城市建设规划管理局确定完善金州新区基础地理信息资料，开展制作包括基础限制网（C级GPS网及E级GPS网及三等水准网）、1:2000比例尺彩色正射影像图（DOM）以及数字线划图（DLG）在内的基础地理信息工作。本次设计主要分析了基础限

9、制网设计及测量实测部分。1.2测区概况 测区位于辽东半岛南端，东临黄海，西接渤海，北部为保税区和普湾新区，南端与大连市甘井子区相连，总面积约1040平方公里，人口约100万。测区有金州区和开发区两个建成区，建筑物比较密集，其他区域为城乡结合部。沈海、丹大、大窑湾等高速马路及G201、G202国道贯穿测区，交通比较便利。测区以丘陵山地为主，平均坡度625，部分地区为山地，平均高差约150米，最高海拔660米，落差比较大。测区详细状况见图1.1： 图1.1大连金州新区地理位置示意图 1.3 主要工作内容 表1.1工作主要内容列表 序号 任务 工作项目 1 标石埋设 C级GPS限制点（一般标石）选埋

10、 三等水准点（一般标石）埋设 E级GPS限制点（标记）埋设 2 观测 C级GPS限制网观测 E级GPS限制网观测 三等水准网观测 四等水准网检测 3 平差计算 C级GPS限制网平差计算 E级GPS网平差计算 三等水准网平差计算 四等水准网平差计算 1.4作业技术依据 1城市测量规范 CJJ 899 2卫星定位城市测量技术规范 CJJ/T 73-2010 3国家三、四等水准测量规范 GB/T 12897-2009 4测绘成果质量检查与验收 GB/T 24356-2009 5数字测绘成果质量检查与验收 GB/T18316/2008 6全球定位系统（GPS）测量规范 GBT 18314-2009 1

11、.5平面基准 采纳大连城建坐标系（1.5度带，中心子午线12130） 其参考椭球基本几何参数为： 长半轴：6378245m 扁率： 1/298.3 1.6高程基准 1985国家高程基准。2平面限制测量 2.1已有资料的分析利用 测区内有大连市勘察测绘探讨院在2002年完成的大连市GPS-B级限制网，经过外业踏勘与内业分析，其中15个点保存完好，点位稳定、牢靠，作为本次GPS网测量的起算点、检核点。高程资料有国家一等水准测量成果，经过外业踏勘与内业分析，其中5个点保存完好，点位稳定、牢靠，起算点为“旅丹24”、“盖金42”、“旅丹31-1”、“旅丹33”、“旅丹35”。2.2布网原则 为增加GP

12、S限制网的强度，提高成果精度,本次GPS网采纳跨级布网的原则，首先布设C级网，然后在C级网基础上加密E级网。C级GPS限制网布设前，对原有限制点进行了普查，凡原有限制点标记保存完好、点位稳定、牢靠，符合本次测量要求的限制点，均干脆利用并保留原点名，这样即保证了测区内原有限制点的持续性。水准采纳逐级布网的原则，首级为三等水准网，然后在三等基础上测设四等水准。在三等水准网施测时将部分C级、E级GPS点点位纳入水准线路进行观测，统一平差，增加水准点密度，使更多的GPS水准联测点参加高程拟合计算，提高了GPS高程的精度。最终采纳四等水准测量方法对部分E级GPS限制点拟合高程进行检测，检测成果满意限差要

13、求后将全部四等水准高程的检测点也参加到GPS高程拟合计算中，进一步提高GPS高程的精度。2.3各等级GPS限制网技术要求 各等级GPS网相邻点间弦长精度按公式 (2.1) 计算。式中： 为标准差（基线向量的弦长中误差mm） 为固定误差（mm） 为比例误差（ppm） 为相邻点间距离（km） 各等级GPS网的主要技术要求符合表2.1和2.2的规定。相邻点最小距离应为平均距离的1/21/3；最大距离为平均距离的23倍。表2.1GPS网的主要技术要求表 等级 平均距离(mm） a(mm) b(110-6D） 最弱边相对中误差 C级 20 10 5 1/80000 E级 3 10 10-20 1/200

14、00 表2.2闭合环或附合路途边数的规定 等级 C级 E级 异步环或附合路途边数（条） 6 10 2.4选点原则 1GPS点依据测区实际须要进行布设，并匀称分布在测区内。C级GPS网的点与点间可不要求通视，平均边长10公里，E级GPS网的限制点要成组布设，每组一般为3个限制点，点与点间需有12个点通视，且至少有一个通视方向，平均边长1公里，以保证常规测量仪器能够运用。2E级GPS限制点主要沿G201、滨海马路以及金州、开发区内等主要道路布设，便利安置设备和平安操作并考虑点位稳定和易于保存的地方。3点位远离大功率无线电放射源，其距离大于200m，并远离高压输电线，其距离大于50m。4GPS标石类

15、型：对C级GPS点进行埋石，E级GPS点运用20cm长不锈钢标记。5C级GPS点编号自3GA01起，自然依次依次递增，点名选取用：（1）单位名 （2）建筑物名（3）街道名。同一网中不得取同名点。点名不得超过六个汉字，且言简意赅具有代表性，尽量采纳缩写名称。例如：3GA01、3GA02、3GA03，其中3代表C级，GA代表GPS点，01、02代表点序号。E级GPS点编号自IA001起，自然依次依次递增。例如：IA001、IA002、IA003，其中IA代表E级，001、002代表点序号。6各级点均现场绘制点之记。埋设完毕后现场绘制点之记，为便于找寻,要用红油漆标注不少于三个匀称方向的尺寸，点之记

16、底稿要在现场描绘，三个撑距要量注精确（到厘米位）。内业采纳CAD绘制另一份，工作结束后，应上交全部点的点之记和CAD点之记电子件。7埋石时应与建筑物所属单位协商，不得有遗留问题。2.5GPS外业测量及检核 2.5.1C级GPS限制网网形 根据全球定位系统（GPS）测量规范中C级GPS网精度要求进行测量，整个金州新区测区全网共由16个点组成，其中已知GPS点4个，点名为“大孤山”、“高速马路”、“庙山”、“葛家屯”，新选C级点12个（新点埋设标石5个、利用旧点位7个）。大连金州新区GPS限制网采纳边连式布设。C级网图形如图2.1所示，基线边28条，最短边5.3km，最长边29.8km，平均边长2

17、0km。网点数：16；观测时段数：10；同步环数：10；重复设站数：2.5；独立环数：1；独立环边数：6； 图2.1大连金州新区C级GPS限制网网形图 2.5.2E级GPS限制网网形 根据全球定位系统（GPS）测量规范中E级GPS网精度要求进行测量，E级网依据跨级加密的原则，按工程标段将E级GPS网分为一标段、二标段两大部分，其中一标段依据地理分布状况分东、西两部分。本次设计只负责一标段西部分的E级网加密。 图2.2测区分段示意图 一标段西部分E级GPS限制网见图2.3： 图2.3金州新区E级GPS限制网网形图 E级网网形分析：全网共18个点，其中3GA01、3GA10、3GA11、3GA12

18、和3GA13为首级C级网GPS点，观测时段9个，一个独立观测环，平均边长1.2km，重复设站数2。 2.5.3选点 1C级限制网点一般布设在土质坚实、便于埋石、观测、易于保存的地方；选取时为保证原有限制点的持续性，利用了符合本次技术要求的原有限制点点位。2E级GPS限制点一般布设在路口、主要街道上，便利施工和城市规划测量，并且有尽量多的通视方向。3限制点选取时，做到远离大功率放射源，如电视塔、传呼台、电台、变电所等，其距离不小于200m，并远离高压输电线和微波无线电信号传送通道，其距离不得小于50m，以避开电磁场对GPS信号的干扰。4点位目标要显著，视场四周15以上不应有障碍物，以减小GPS信

19、号被遮挡或被汲取。5点位旁边不应有大面积水域或不应有剧烈干扰卫星信号接受的物体，以减弱多路径效应的影响。6点位应使网形有利于同步观测边、点联测。2.5.4标记埋设 1本次新埋设的C、E级GPS限制点均埋设了永久性标记。2本次限制点标芯采纳统肯定制的标芯，标心采纳直径为16mm的不锈钢柱，钢柱顶部打磨成圆头，并在中心钻直径2mm、深5mm的孔或中心有十字刻划。标芯上标注“GPS C级”、“GPS E级”、“水准点”。如下图2.4和2.5所示： 图2.4C级一般标石 图2.5E级一般标石 3标石埋设完毕后现场绘制点之记，为便于找寻标注了三个方向的尺寸。内业采纳CAD绘制，标石类型填写一般标石。4G

20、PS限制点点名统一编号，点名格式为：3GA*（C级GPS点）、IA*（E级GPS点）。2.5.5GPS外业测量 1观测采纳4台中海达V30 GPS接收机（其标称精度均为：2.5mm1ppm）,并全部检定合格。2光学对点器、三脚架、观测前重新检定。3C级网观测时采纳4台中海达V30型GPS接收机同步进行，观测有效时间120分钟。E级限制网测量，采纳4台中海达V30 GPS接收机同步观测，有效观测时间60分钟。4测前、测后均需测定天线高（三方向）6个数据，测前、测后天线高互差应小于3mm，取其平均值作为最终结果，且应用2H铅笔记录手簿。5对中误差不大于1mm。6外业完成后，应刚好计算基线，同步环、

21、异步环闭合差、重复基线较差，而且均应符合规范和设计的限差要求，否则应重测该时段。7重复基线数不得少于总基线数的八分之一，且匀称分布于网中。8如遇雷雨，应马上中断观测，以保证人身和仪器平安。 9观测时应符合下表2.3的基本技术要求。 表2.3GPS测量作业的基本技术要求 项目 要求 接收机类型 双频 接收机标称精度 （5+110-6D） 卫星高度角 15 同步接收机标 5 有效观测卫星数（颗） 4 C级GPS网平均重复设站数（次） 2 E级GPS网平均重复设站数（次） 1.6 C级GPS网有效观测时间 60 E级GPS网有效观测时间 40 数据采样间隔 10秒 点位几何图形强度因子PDOP 6

22、2.5.6观测数据的预处理 为了获得GPS观测基线向量并对观测成果进行质量检核，首先要进行GPS数据的预处理。依据预处理结果对观测数据的质量进行分析并作出评价，以确保观测成果和定位结果的预期精度。首先选择数据处理的软件然后应用软件进行基线解算，为进一步平差计算做打算。2.5.7观测成果的外业检核 1每个时段同步观测数据检核 2重复观测边的检核 对于重复观测边的随意两个时段的成果互差，均应小于相应等级规定精度（按平均边长计算）的倍。3GPS限制网外业观测的全部数据应经同步环、独立环及复测边检核，并应满意下列要求： （1）同步环各坐标重量及全长闭合差应满意下列各式要求： (2.2) (2.3) (

23、2.4) (2.5) (2.7) (2.6) 式中 N同步环中基线边的个数； W环闭合差； 标准差，即基线向量的弦长中误差（mm）； 固定误差(mm)； 比例误差系数（ppm）； GPS限制网中相邻点间的平均距离（km）。（2）独立基线构成的独立环各坐标重量及全长闭合差应满意下列各式要求： (2.8) (2.9) (2.10) (2.11) n独立环中基线边的个数。（3）复测基线的长度应满意下式的要求： 2 (2.12) n同一边复测的次数，通常等于2。2.6野外返工 对经过检核超限的基线在充分分析的基础上，进行野外返工观测。2.7GPS内业数据处理 在WGS84坐标系、大连城建坐标系中分别平

24、差，选择不同起算点组对约束平差，各种方案进行优化后，选择一套最佳成果打印上交供应运用。基线解算、网平差、各种试算过程应全部上交，不得删除文件。 1基线解算采纳中海达HDS2003软件，平差运用南方平差易解算软件。 2平差计算时基线采纳双差固定解，否则重测基线。3异步环、重复基线相对闭合差超过10ppm者，应仔细查找超限基线，分析超限缘由应重测超限基线。其它各项限差应符合各种坐标系统的规定及规范和设计要求。4检核点坐标较差在5mm之内时，符合要求；否则应仔细分析其缘由，实行措施。5平差后当个别点位中误差超限时，在该点增加观测时段；当个别边长相对中误差超限时，增加该边的干脆观测边；然后重新进行平差

25、，进行两点或多点组合平差，选择最优成果供应运用。6GPS限制网的主要技术指标应符合下表2.4规定： 表2.4GPS限制网主要技术要求 等级 平均边长(km） 最弱点的点位中误差(mm） 最弱边的相对中误差 与原有限制点的坐标较差(mm) C级 20 10 1/80000 50 E级 3 12 1/20000 50 2.8GPS高程计算 在限制网中选取GPS/水准联测点作为高程拟合点，拟合点在限制网中匀称分布且不少于10个限制点，高程计算采纳中海达HDS2003软件。2.9GPS精度检查 2.9.1GPS平面精度检查 GPS解算完成后，在E级限制网中匀称选择GPS边，采纳2级或更高等级的全站仪检

26、测GPS边长，检验其外符合精度。当GPS边长和测距边长在限差内时，证明其精度良好，否则应分析其缘由，重新平差或外业测量。2.9.2高程精度检查 GPS高程精度解算完成后，在E级限制网中选取15的拟合限制点，采纳四等水准测量的方法进行高程检测。当GPS高程和检测高程在限差内时，证明其精度良好，否则应分析其缘由，重新平差或外业测量。3高程限制测量 3.1一般规定 1本工程三等水准网是在国家一等水准点基础上布设，三等水准网总长200公里，水准点平均间距为4公里左右布设一个水准标石，施测时将部分C级、E级GPS点纳入水准线路进行观测，统一平差增加水准点密度，便利施工测量运用。2三等水准网沿测区主要道路

27、布设成附合线路、闭合线路。3三等水准测量的主要技术要求应不低于下表3.1和3.2的规定。表3.1三等水准测量的主要技术要求 每千米高差中数中误差（mm） 附合水准路途平均长度（km） 水准仪 等级 水准尺 附合路途或环线闭合差（mm） 偶然中误差M 全中误差M 3 6 100150 DS1 因瓦尺 12 表3.2水准测量的指标要求 单位：（mm） 等级 每千米偶然中误差 每千米全中误差 三 3.0 6.0 四 5.0 10.0 3.2水准网布设 1本工程水准网分两个等级布设：首先利用国家一等水准点加密三等水准网，施测时将部分C级点点位纳入水准线路进行观测。其次在三等水准网基础上施测四等水准，以

28、三等水准网点为起算点进行统一平差。2三等水准网沿金州新区主要街道布设成附合线路、闭合线路（详见水准路途图3.1）。四等水准在三等水准基础上施测，路途按符合路途、闭合路途或支线进行施测。 图3.1金州新区三等水准网路途图 3.3选点和埋石 3.3.1选点 1水准点点位主要选在地基坚实稳定、平安偏僻，并利于长期保存于观测的地方。点位应选在机关、学校、医院、工厂等单位的大门内外的偏僻处，避开基建场地，尽量要远离马路和铁路，不能选在易积水的低凹地，确保点位土质坚硬，能长期保存，运用便利。不得在易受水淹、潮湿、地下水位较高的地点及易发生滑坡、沉陷、隆起等地面局部变形的地区选埋点位，地形隐藏不便观测和短期

29、内进行建设或拆迁的地点也不得选点。 2选定水准路途应尽量沿坡度较小的马路、大路，避开土质松软的地段和路段。3路途上的水准点，自该起始水准点起，以数字1,2,3依次编号。4水准点命名实行“JZS01”、“JZS02”、“JZS03”和“中山公园”、“民族学院”等具有代表性的点名。起止地名的依次为“起北止南”。5利用旧点时，可运用旧点名，若重新编定时，应在新名号后以括号注明该点埋设时的旧名号。3.3.2埋石 1本次埋设一般水准标石，坑底用灰土夯实，底盘石为现场浇灌，厚度不少于0.4米，灰砂石比例为1:2:2，上柱石采纳（高上底下底）803040（公分）混凝土预制，镶有不锈钢质水准点标记，标石外侧夯

30、实，采纳方（或圆）护框加护盖，（护框不得压标石），护框要与地平面持平。2在一些开阔场地上，采纳方护框加护盖（护框不得压标石），方盖（404010）（公分）盖牢，（坑底处理及底盘同上），上柱石亦同上，盖上面刻有“测量标记，勿动”字样。如图3.2所示： 图3.2一般水准标石 3点之记绘制和现场标注尺寸：点之记底稿要在现场绘制，三个撑距要量注精确（至厘米），并采纳红油漆在现场明显处标注撑距尺寸和点名，便于找寻；内业采纳CAD绘制另一份，工作结束后，应上交全部点的点之记和CAD点之记电子件，标石类型填写一般标石或墙上标记。3.4水准仪的检验 1水准仪的检验项目和方法，均完全执行国家等级水准测量规范的要

31、求。2对于新出厂的仪器、作业前的仪器、经过修理和校正后的仪器，应依据规范要求的不同，进行必要项目的检验。3i角检验：作业起先后一周内，每天检校一次，若i角保持在15以内时，以后可每10天检校一次和作业结束后检校一次。3.5水准测量外业观测实施 1观测方式 （1） 三等水准测量采纳单程双转点观测。四等水准测量在附合、闭合路途采纳单程观测，支线采纳单程双转点观测。（2）每测站照准标尺分划的依次为：后前前后。（3）观测前找到水准点标记，并确认水准点的精确性、完好性和稳固性后方可测量。（4）观测前30分钟，应将仪器置于露天阴影下，使仪器与外界气温趋于一样。（5）观测前由量距员和打桩员量好距和打好桩并做

32、好标记。量距员应精确量距，C级视距不大于75m；并使前后距离一样，前后距离之差C级不大于2.0m。打桩员打好桩后，应将尺桩顶部擦干净并检查尺桩是否稳固。（6）扶尺员扶尺时，应使标尺上的水准气泡严格居中，并使标尺保持稳定。（7）观测员在扶尺员扶好尺后方可照准读数，读数应清楚、精确，一站内不得两次调焦。2观测的时间和气象条件 水准观测应在标尺分划线成像清楚而稳定时进行。以下状况不得进行观测： （1）日出后与日落前30min内； （2）标尺分划线的影像跳动而难于照准时； （3）气温突变时； （4）风力过大而使标尺与仪器不能稳定时。3设置测站 三等水准观测，须依据路途土质选用尺桩、铁钉或尺台作转站台，

33、特别地段可采纳大帽钉。4 观测时视线高度、长度、前后视距差应按下表3.3执行。 表3.3水准测量限差 等级 标准视线 长度(m) 后前视距 差(m) 后前视距 差累积（m） 黑红面读数差（mm） 黑红面所测高差之差（mm） 检测间歇点高差之差（mm） 视线高度下丝读数（mm） 三 75 2.0 5.0 2.0 30 3.0 0.3 四 100 3.0 10.0 3.0 5.0 5.0 0.3 5观测中应留意的事项 （1）对于自动安平水准仪的圆水准器，观测前须严格置平； （2）在连续各测站上安置水准仪的三角架时，应使其中两脚与水准路途的方向平行，而第三脚轮换置于路途方向的左侧或右侧； （3）禁止

34、为了增加标尺读数，而把尺桩（台）安置在壕坑中； （4）每一条路途区段或分段观测结束后，要刚好计算测段、区段、路途高差不符值、附合（或环）路途闭合差等。 （5）观测记录：按规范要求进行正规手工记录，作正式成果上交，不允许用计算机打印。（6）观测员负责仪器的平安，特殊是在行车时，仪器箱要平稳放在软坐垫上，预防仪器颠簸碰撞，每天应刚好充电，严守操作规程。（7）观测间歇时，一般应选择坚实、稳定、牢靠的固定点；无固定点时，可用三个大尺桩作为转点尺承，妥当爱护作为间歇点，接测时必需先检测，符合要求后方可进行下步工作。3.6水准测量的数据处理 1水准网的数据处理采纳“清华三维智能平差软件NASEW”按严密平

35、差方法进行水准网整体平差。2每天外业结束后，作业员、检查员对观测电子记录手簿进行全面检查，检查无误后将当天观测数据传入计算机预处理，检查各项指标是否符合规范要求，对超限部分刚好提出外业补测。为确保计算正确，测段高差摘入阶段必需由两人分别抄录、检查后，再由组专职检查员检查复核无误后，进入平差计算。 表3.4水准测量的主要精度要求如下： 单位: (mm) 水准测量等级 每千米水准测量偶然中误差M 每千米水准测量全中误差Mw 附合水准路途平均长度（km） 水准仪等级 水准尺 观测 次数 来回较差、附和或环线闭合差 三等 3.0 6.0 100150 DS1 条码尺 单程双转点 注: L为附合路途长度

36、，单位为千米（km）； 3本水准网中测段较短，正常水准面不平行改正的改正很小（一般在0.03mm），故该项改正忽视不计。 4质量检查 各工序成果实行二级检查制度。在作业人员（组）提交成果前，作业员（组）必需仔细自查、自校，确认无误后方可上交成果。由部门实施检查，各级检查不行替代，并仔细填写检查记录，部门检查后进行质量评定。公司质检部门对各工序成果进行抽样检查。作业单位内业检查100，外业根据规定进行抽样检查。须提交检查记录和精度统计表。并形成质检报告。实行一级验收制度。公司质检部门对各工序成果进行抽样检查和验收合格后，提交验收单位验收，最终评审产品质量。5提交成果 5.1文档资料 （1）技术总

37、结 （2）GPS、水准测量成果表 （3）外业观测数据（GPS观测数据、水准高差统计表） （4）金州新区限制测量成果表 （5）仪器鉴定证书 （6）点之记 5.2图件 （1）GPS选点通视图 （2）GPS网图（展点） （3）水准网图（三、四等水准网图） 专题 限制测量中的GPS高程拟合 GPS用于高精度的平面限制已在中国各测绘行业得到了广泛的应用，然而作为GPS测量的大地高信息却未能得到很好的应用，一方面GPS大地高精度较平面精度低，另一方面中国采纳的是正常高系统，而GPS大地高与正常高之间并没有固定的数学和物理联系。与此同时，国内外科研、生产实践均表明，在肯定条件下，采纳GPS高程拟合，可得出令

38、人满足的正常高成果。1.1GPS高程概述 由于GPS相对定位得到的三维基线向量，通过GPS网平差，可以得到高精度的大地高差。假如网中有一点或多点具有精确的WGS-84大地坐标系的大地高程，则在GPS网平差后，可求的各GPS点的WGS-84大地高。但在实际应用中，地面点的高程采纳正常高系统。地面点的正常高是地面点沿铅垂线至似大地水准面的距离，这种高程是通过水准测量来确定的。这就有必要找出GPS点的大地高与正常高的关系，并用肯定的方法将转换为。如图所示大地高与正常高之间的关系，其中，表示似大地水准面至椭球面间的高差，叫做高程异样。明显，假如知道了各GPS点的高程异样值，就可由大地高求得各GPS点的

39、正常高。GPS高程拟合事实上就是求出大地高与正常高之间的高程异样。 （专1） 图专1 大地高与正常高的关系 1.2高程拟合基本原理 我国国家高程系统采纳的是正常高系统，即地面点垂线至似大地水准面的距离，它通过水准测量来确。而GPS测量中地面点的高程是采纳WGS84坐标中的大地高。因此对于GPS高程测量，如何将转换为是GPS高程应用于测量生产的关键。但是由于各GPS点上的高程异样值无法干脆获得，目前还无法干脆将大地高精确地换为正常高，所以GPS高程异样的确定就成为GPS高程测量的关键问题。因此应用GPS高程拟合法求解高程异样是一个在生产实际中广泛采纳的方法。GPS高程拟合就是采纳拟合法，对GPS

40、点进行几何水准的联测，同一点的大地高减去正常高得该点的高程异样，把测区的似大地水准面假定为平面、多项式曲面或其他数学曲面去拟合已知高程异样的点，依据拟合的曲面内插将GPS测得的大地高转换为各点的正常高。 1.3GPS高程拟合方法 确定高程异样的方法可分为干脆法和拟合法。高程异样是地球重力场的一个参数，利用地球重力场模型，依据点位信息，可干脆得该点的高程异样值，此为干脆法。对于高程精度要求不高或不能进行水准测量的极其困难地区，可采纳干脆法。但干脆法须要足够的重力测量资料数据，在数据不足时，选择合适的数学模型，通过计算的方法也可以得到较高精度的结果。假如在GPS网中的一些点上同时测定水准高程(通常

41、称这些点为重合点)，结合GPS测量和水准测量资料，采纳内插技术获得其他各点的高程异样，即为拟合法。假如在一个测区内有几个点并且它们的大地高风由GPS测得，正常高由水准联测而得，那么就可利用高精度的GPS大地高采纳地表拟合法(几何拟合法)模拟出局部大地水准面与椭球面的波动值。把GPS测量和水准测量资料结合起来，建立模拟高程异样的数学模型，依据网点的位置参数，便可计算出测区内任一点的高程异样。即假如在布设一个区域性的GPS网时能有意识地使少数GPS点与水准点重合，或通过水准联测使少数GPS点具有水准高程，那么这些重合点上的高程异样就可求得。目前，国内外用于GPS大地高转换为正常高的各种方法有：绘制

42、等值线图法、解析内插法(包括曲线内插和曲面内插)、曲面拟合法、移动曲面法、地球重力场模型拟合法等。当GPS点布设成面状时。一般采纳曲面拟合法。1绘等值线图法 这是最干脆求出高程异样的方法。这种方法就是绘制高程异样的等值线图，然后采纳内插法来确定未知点的高程异样值。这种方法只适用于地形相对平坦的地方，若测区内地形相对困难内插出的高程异样值就不精确，虽简洁，但拟合的精度却不高。2解析内插法 作为高程拟合最常用的方法，其原理是依据测线上已知点平面坐标和高程异样，用数值拟合的方法，拟合出测线方向的似大地水准面曲线，再内插出待求点的高程异样，从而求出正常高。这种方法计算出的高程异样值的精度是由所采纳的数

43、值模型和似大地水准面的拟合程度所确定的。其中用来拟合线状分布的GPS高程的内插法可采纳多项式曲线拟合法和三次样条曲线拟合法。3曲面拟合法 当GPS点布设成肯定区域面时，可以应用数学曲面拟合法求待定点的正常高。其原理是，依据测区中已知点的平面坐标和高程异样值，用数值拟合法，拟合出测区似大地水准面，在内插出待求点的高程异样值，从而求得正常高。常见的拟合方法有多项式曲面拟合法、多面函数法和曲面样条拟合法。4移动曲面法 此方法是一种局部靠近法，是以每一个内差点为中心，利用内差点四周数据点的值，建立一个拟合曲面。使其到各个数据点的距离之加权平方和为微小，而这个曲面在内插点上的值就是所求的内插值，进而求得

44、所求内插值的高程异样值。5地球重力场模型拟合法 GPS重力高程是用重力资料求待定点的高程异样，结合GPS求出的大地高，再求出点的正常高。由物理大地测量学知道，地面点P的挠动位T与该点引力位V和正常引力位U之间的关系为 ,而地面点P的高程异样 式中为地面点P的正常重力值。因为和U可以正确的计算出，所以只要求出P点的V即可求出P点的高程异样。但从我国实际状况来看，GPS重力高程的精度低于GPS水准高程。故采纳重力场模型和GPS水准相结合的方法是一条有效的途径。1.4拟合实例方法分析 依据测区的状况和已有资料数据分析，本次设计的项目可采纳地球重力场模型拟合法，也可采纳GPS水准联测进行高程拟合。下面

45、据两种方法进行阐述与分析。1地球重力场模型拟合法 运用TBC软件，加载EGM2008全球超高阶地球重力场模型，进行GPS高程拟合。 首先利用TBC软件解算的合格基线，进行无约束平差，再次检查基线的解算质量并查看高程测量精度。 在无约束平差合格的基础上，进行约束平差，约束平差时，将三等水准成果作为高程约束点进行平差计算。平差后利用四等水准点进行检测，检测结果应满意城市测量规范要求()。2GPS水准联测法 用GPS水准法测得高程，是目前GPS作业中最常用的一种方法。目前国内外用于GPS水准高程计算的主要有曲线拟合法、多项式曲面拟合法、移动法、地形改正法等。各种拟合方法都有各自的特性和规律，当GPS点沿道路、管线等线状地物布设成测线形式时，宜采纳多项式曲线拟合法；当测线长、点数多、高程异样改变大时，宜采纳三次样条曲线拟合法，精度会更高。从大连金州新区测区实际看，限制点呈面状分布，不相宜采纳曲线拟合法，而应采纳曲面拟合法。当前在我国GPS高程拟合中，多项式曲面拟合法应用最为广泛。多项式曲面拟合函数是利用拟合区域内多个重合点(GPS/水准点)，建立两个不同基准的地面曲面模型并充分考虑曲面拟合模型所含各种误差改正，采纳一个多项式曲面来拟合出区域的似大